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      電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法及裝置的制作方法

      文檔序號(hào):5529476閱讀:202來源:國知局
      專利名稱:電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法及裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法及裝置,特別是一種采用雙處理器雙顯示器結(jié)構(gòu)的方法及裝置,該方法及裝置應(yīng)用于目前的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)中,解決了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)在運(yùn)行中所需強(qiáng)處理能力與外電源掉失后微功耗工作這一矛盾。本發(fā)明可應(yīng)用于所有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置。
      背景技術(shù)
      目前電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置在運(yùn)行中由外電源供電,其控制系統(tǒng)此時(shí)也由外電源供電以支持其有效運(yùn)行。當(dāng)外電源掉失后,控制系統(tǒng)也失去了正常的電源供應(yīng),而改有機(jī)內(nèi)電源如電池等供電,并進(jìn)入微功耗掉電工作模式。按行業(yè)要求,系統(tǒng)必須由內(nèi)電源支持在掉電工作模式下維持很長時(shí)間(如二年以上),以響應(yīng)外力改變閥門開度的事件,直到恢復(fù)外電源供應(yīng)后回到正常的外電源工作模式。
      隨著行業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)要求的不斷提高,控制系統(tǒng)的處理能力大幅提升,處理器和外圍電路更趨復(fù)雜。雖然現(xiàn)在許多處理器都有低功耗工作模式,但處理能力越強(qiáng)的處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜,其低功耗工作模式的功耗越難以達(dá)到行業(yè)要求,與掉電工作模式下微功耗要求的矛盾難以調(diào)解。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法,該方法可以使控制系統(tǒng)在外電源工作模式下具有強(qiáng)大的處理功能,而在內(nèi)電源工作模式下達(dá)到微功耗的行業(yè)要求。外電源工作模式是指整個(gè)控制系統(tǒng)由外電源供電時(shí)的工作模式,其特點(diǎn)是控制系統(tǒng)全功能運(yùn)行。內(nèi)電源工作模式或掉電工作模式是指控制系統(tǒng)僅在內(nèi)部電源供電下工作,只能執(zhí)行為維持系統(tǒng)正常工作的最低限度必需的操作。
      本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種裝置,使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的微功耗處理系統(tǒng)在內(nèi)電源工作模式下,執(zhí)行為維持系統(tǒng)正常工作的最低限度必需的操作時(shí),盡可能地減少功耗以延長系統(tǒng)等待外電源恢復(fù)的時(shí)間。
      作為本發(fā)明第一方面的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器結(jié)構(gòu)的方法,其包括如下步驟1、外電源正常供電時(shí),主處理系統(tǒng)由外電源供電,電源管理裝置以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電,主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)之間通過串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作,完成控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制信息的處理和顯示;2、當(dāng)外電源斷電時(shí),主處理系統(tǒng)因掉電而停止工作,電源管理裝置以內(nèi)電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電,以維持其掉電工作模式下的運(yùn)行,執(zhí)行為維持整個(gè)控制系統(tǒng)正常的最低限度必需的操作;3、外電源恢復(fù)正常供電時(shí),主處理系統(tǒng)重新由外電源供電,電源管理裝置也重新選擇以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電,系統(tǒng)恢復(fù)步驟1所述狀態(tài)。
      作為本發(fā)明第二方面的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器結(jié)構(gòu)的裝置,包括一電源管理裝置,該裝置根據(jù)外電源是否正常選擇以外電源或內(nèi)電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電;一主處理系統(tǒng),該系統(tǒng)由外電源供電,完成絕大部分控制系統(tǒng)的控制任務(wù);外電源掉電后該系統(tǒng)因失電而停止工作;一微功耗處理系統(tǒng),該系統(tǒng)在外電源正常時(shí)與主處理系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,共同完成控制系統(tǒng)所有任務(wù),在外電源掉電后由內(nèi)電源供電,完成控制系統(tǒng)最低限度必要控制信息的處理和顯示。
      本發(fā)明所述的電源管理裝置包括一外電源監(jiān)測(cè)電路,該電路的監(jiān)測(cè)端與外電源連接監(jiān)測(cè)外電源狀態(tài),其指令端與電源切換電路連接發(fā)出電源切換指令,其信號(hào)端與微功耗處理系統(tǒng)中微功耗處理器連接發(fā)出電源狀態(tài)信號(hào);一電源切換電路,該電路接受來自外電源監(jiān)測(cè)電路指令端的電源切換指令實(shí)現(xiàn)對(duì)微功耗處理系統(tǒng)在內(nèi)、外電源供電間的切換。
      本發(fā)明所述的主處理系統(tǒng)包括具有強(qiáng)處理功能的主處理器、高性能顯示器及其驅(qū)動(dòng)電路和外圍控制電路。
      本發(fā)明所述的微功耗處理系統(tǒng)包括微功耗處理器、微功耗顯示器和連接在微功耗處理器上的外圍電路;微功耗處理器直接連接并驅(qū)動(dòng)微功耗顯示器,接受電源管理裝置中外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)出的電源狀態(tài)信號(hào)。
      本發(fā)明所述主處理系統(tǒng)與微功耗處理系統(tǒng)之間通過串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作。
      本發(fā)明在現(xiàn)有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)中的處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一套微功耗處理系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)中主處理系統(tǒng)的強(qiáng)功能處理器CPU_A(微處理器MCU或數(shù)字信號(hào)處理器DSP)承擔(dān)系統(tǒng)的絕大部分任務(wù),而微功耗處理系統(tǒng)中的微功耗處理器CPU_B(MCU)僅處理在外電源掉失時(shí),控制系統(tǒng)必須承擔(dān)的最低功能和正常供電時(shí)系統(tǒng)的某些功能。主處理系統(tǒng)由外電源供電,微功耗處理系統(tǒng)由電源管理裝置選擇由外電源或內(nèi)電源供電。在外電源正常供電時(shí),主處理系統(tǒng)由外電源供電,微功耗處理系統(tǒng)在電源管理裝置的選擇下也由外電源供電。主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)之間通過串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作,完成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的控制信息的處理和顯示。當(dāng)外電源掉失時(shí),主處理系統(tǒng)因斷電而停止工作,電源管理裝置中外電源監(jiān)測(cè)電路在監(jiān)測(cè)到外電源掉失后,立即發(fā)出電源切換指令信號(hào)給電源切換電路,將微功耗處理系統(tǒng)由外電源供電改為內(nèi)電源供電,以維持其掉電工作模式下的運(yùn)行。當(dāng)外電源恢復(fù)正常后,主處理系統(tǒng)恢復(fù)工作。外電源監(jiān)測(cè)電路在監(jiān)測(cè)到外電源恢復(fù)正常后,即指令電源切換電路將微功耗處理系統(tǒng)由內(nèi)電源供電改回外電源供電,系統(tǒng)即恢復(fù)全功能運(yùn)行。
      本發(fā)明針對(duì)市售的處理器(MCU和DSP)、顯示器和電源管理芯片的特點(diǎn),為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)提供了一種雙處理器雙顯示器的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu),解決了行業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)處理能力的高要求和掉電時(shí)微功耗工作之間的矛盾,為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)找到了一個(gè)簡(jiǎn)便和低成本途徑。


      圖1為本發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
      圖2為本發(fā)明所述微功耗處理系統(tǒng)的電原理框圖。
      圖3為本發(fā)明所述微功耗處理系統(tǒng)的工作流程圖。
      圖4為本發(fā)明為主處理系統(tǒng)的顯示部分與微功耗處理系統(tǒng)的顯示部分制成一體的示意圖。
      具體實(shí)施例方式
      使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體圖示,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
      現(xiàn)在市售的處理器(MCU或DSP)處理能力快速提高,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,在滿足電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置對(duì)控制系統(tǒng)不斷提高的處理要求的同時(shí),也使其低功耗工作時(shí)的功耗不降反升。
      參見圖1,本發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,包括電源管理裝置、主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)。
      參見圖1和圖2,其中電源管理裝置包括外電源監(jiān)測(cè)電路和電源切換電路,該外電源監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)端與外電源連接監(jiān)測(cè)外電源狀態(tài),指令端與電源切換電路連接發(fā)出電源切換指令,信號(hào)端與微功耗處理系統(tǒng)的微功耗處理器CPU_B連接,以向其發(fā)送電源狀態(tài)信號(hào);電源切換電路接受來自外電源監(jiān)測(cè)電路指令端的電源切換指令實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外電源的切換。電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路及電源切換電路均可在市售芯片中找到,它們之間的電路連接關(guān)系對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是很容易找到,在此不作詳細(xì)描述。
      參見圖1,其主處理系統(tǒng)由外電源供電,其包括強(qiáng)功能處理器CPU_A、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示器LCD_A以及必要的外圍電路。強(qiáng)功能處理器CPU_A、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示器LCD_A以及必要的外圍電路的芯片型號(hào)、參數(shù)選擇和電路的連接關(guān)系與現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)中的強(qiáng)功能處理器CPU_A、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示器LCD_A以及必要的外圍電路的芯片型號(hào)、參數(shù)選擇和電路的連接關(guān)系基本相同,在此就不作詳細(xì)描述了。該主處理系統(tǒng)以完成行業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)的要求為目標(biāo),不受微功耗要求困擾,僅由外電源供電,所以能高速準(zhǔn)確地完成各種任務(wù)。
      參見圖1和圖2,微功耗處理系統(tǒng)包括微功耗處理器CPU_B、微功耗顯示器LCD_B和與微功耗處理器CPU_B相連的外圍電路。
      微功耗處理器CPU_B為一種市售帶微功耗冬眠工作模式的微處理器(MCU),其通用輸出端直接驅(qū)動(dòng)微功耗顯示器LCD_B(如液晶顯示器),其一組通用輸入端與閥位傳感器連接以接收閥位信號(hào),另一個(gè)通用輸入端接受電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)來的電源狀態(tài)信號(hào)。在掉電工作模式下,微功耗運(yùn)行則完全由微功耗處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)。主處理系統(tǒng)的強(qiáng)功能處理器CPU_A與微功耗處理系統(tǒng)的微功耗處理器CPU_B之間由片內(nèi)串行通訊口或并行通訊協(xié)調(diào)運(yùn)行。
      參見圖3,微功耗處理器CPU_B接受電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)來的電源狀態(tài)信號(hào)判斷電源是否為外電源。若是,則按外電源工作模式工作,計(jì)算閥位并通過顯示器LCD_B顯示閥位,通過串口或并口通訊將閥位傳給主處理系統(tǒng)。若否,則進(jìn)入掉電工作模式。
      在掉電工作模式下,首先將所有輸出端均強(qiáng)制為0或高阻狀態(tài),然后微功耗處理器CPU_B進(jìn)入微功耗冬眠模式。若閥位因外力改變,微功耗處理器CPU_B進(jìn)入工作模式,重新計(jì)算閥位,并通過微功耗顯示器LCD_B顯示閥位,然后再將所有輸出端均強(qiáng)制為0或高阻狀態(tài)并重新進(jìn)入微功耗冬眠模式。若電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)來的電源狀態(tài)信號(hào)變?yōu)橥怆娫?,微功耗處理器CPU_B從掉電工作模式下蘇醒,恢復(fù)外電源工作模式。若無閥位和電源狀態(tài)信號(hào)的變化,微功耗處理器CPU_B繼續(xù)其微功耗冬眠模式。
      以上功能滿足了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置對(duì)其控制系統(tǒng)的二個(gè)特別要求一是在整機(jī)的外電源掉失后,其控制的閥門仍可由人力開閉,在掉電工作模式下的控制系統(tǒng)必須感知閥位的變化,重新計(jì)算閥位并將新閥位顯示在顯示器上;二是系統(tǒng)能在內(nèi)電源的支持下,在掉電工作模式里工作很長的時(shí)間(如二年以上)。
      參看圖4,為美觀及安裝方便,可將控制系統(tǒng)中的主處理系統(tǒng)中的顯示器LCD_A及其驅(qū)動(dòng)電路和微功耗處理系統(tǒng)中的微功耗顯示器LC_B制成一體的顯示器。該顯示器上半部為微功耗顯示器LCD_B,由微功耗處理器CPU_B直接驅(qū)動(dòng);下半部為高性能顯示器LCD_A及其顯示驅(qū)動(dòng)電路,由強(qiáng)功能處理器CPU_A控制。
      以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
      權(quán)利要求
      1.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,包括如下步驟1]、外電源正常供電時(shí),主處理系統(tǒng)由外電源供電,電源管理裝置以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電,主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)之間通過串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作,完成控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制信息的處理和顯示;2]、當(dāng)外電源斷電時(shí),主處理系統(tǒng)因掉電而停止工作,電源管理裝置以內(nèi)電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電,以維持其掉電工作模式下的運(yùn)行,執(zhí)行為維持整個(gè)控制系統(tǒng)正常的最低限度必需的操作;3]、外電源恢復(fù)正常供電時(shí),主處理系統(tǒng)重新由外電源供電,電源管理裝置也重新選擇以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電,系統(tǒng)恢復(fù)步驟1]所述狀態(tài)。
      2.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述方法的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置,其特征在于包括一電源管理裝置,該裝置根據(jù)外電源是否掉失選擇以內(nèi)電源或外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電;一主處理系統(tǒng),該系統(tǒng)由外電源供電,完成絕大部分控制系統(tǒng)的控制信息的處理和顯示;外電源掉失后該系統(tǒng)因失電而停止工作;一微功耗處理系統(tǒng),該系統(tǒng)在外電源正常時(shí)與主處理系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,共同完成控制系統(tǒng)所有的控制信息的處理和顯示;在外電源掉失后由內(nèi)電源供電,完成控制系統(tǒng)最低限度必要控制信息的處理和顯示。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置,其特征在于,所述的電源管理裝置包括一外電源監(jiān)測(cè)電路,該電路的監(jiān)測(cè)端與外電源連接監(jiān)測(cè)外電源狀態(tài),其指令端與電源切換電路連接發(fā)出電源切換指令,其信號(hào)端與微功耗處理系統(tǒng)連接發(fā)出電源狀態(tài)信號(hào);一電源切換電路,該電路接受來自外電源監(jiān)測(cè)電路指令端的電源切換指令實(shí)現(xiàn)對(duì)微功耗處理系統(tǒng)在內(nèi)、外電源供電間的切換。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置,其特征在于,所述的主處理系統(tǒng)包括具有強(qiáng)處理功能的主處理器、高性能顯示器及其驅(qū)動(dòng)電路和外圍控制電路。
      5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置,其特征在于,所述的微功耗處理系統(tǒng)包括微功耗處理器、微功耗顯示器和連接在微功耗處理器上的外圍電路。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置,其特征在于,所述的主處理系統(tǒng)中的主處理器與微功耗處理系統(tǒng)中的微功耗處理器之間通過串行或并行協(xié)調(diào)工作。
      7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置,其特征在于,所述的微功耗處理器直接連接并驅(qū)動(dòng)微功耗顯示器;接受電源管理裝置中外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)出的電源狀態(tài)信號(hào)和本處理系統(tǒng)外圍電路發(fā)來的閥位信號(hào)。
      全文摘要
      為滿足電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置對(duì)控制系統(tǒng)強(qiáng)處理能力和斷電后微功耗工作的要求,本發(fā)明采用雙處理雙顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu),雙處理系統(tǒng)各由一個(gè)處理器、一個(gè)顯示器及外圍電路組成。具有強(qiáng)大處理功能的主處理系統(tǒng)由外電源供電,微功耗處理系統(tǒng)由電源管理裝置選擇外電源或內(nèi)電源供電。外電源正常時(shí),雙系統(tǒng)間通過串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作,均由外電源供電。外電源斷電時(shí),主系統(tǒng)停止工作,微功耗系統(tǒng)由電源管理裝置選擇內(nèi)電源供電,維持控制器最低限度正常工作必需的操作,直至外電源恢復(fù)。從而解決了行業(yè)對(duì)不斷提高控制系統(tǒng)處理能力的要求和斷電后微功耗工作之間的矛盾,為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)找到了一個(gè)簡(jiǎn)便和低成本途徑。
      文檔編號(hào)F16K31/02GK1848598SQ200610025600
      公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
      發(fā)明者余虎 申請(qǐng)人:上海國鼎數(shù)碼科技有限公司
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